Actualización: ¿Cuál es la diferencia entre la teoría del éter de Lorentz, que generó la transformación de Lorentz, y la relatividad especial que también usa la transformación como base?

Primero, el éter de Lorentz es una interpretación de la relatividad especial. Hay otra interpretación, que hoy es preferida por la corriente principal de la física, la interpretación del espacio-tiempo de Minkowski. Las interpretaciones anteriores hacen exactamente las mismas predicciones físicas.

La única diferencia físicamente relevante es sutil y está relacionada con el teorema de Bell: una de las bases del éter de Lorentz, no puedes probar las desigualdades de Bell, en la interpretación de Minkowski, puedes. Una vez que se violan las desigualdades de Bell, este es un buen argumento a favor del éter de Lorentz.

Desafortunadamente, tampoco es decisivo, porque también se usan otras suposiciones en la prueba, como el realismo o la causalidad. Entonces, los defensores de la interpretación de Minkowski tienen la posibilidad de evitar el éter de Lorentz: tienen que rechazar el realismo (el criterio de realidad de EPR) y la causalidad (cualquier variante que contenga el principio de causa común de Reichenbach).

Para aquellos que no están ansiosos por rechazar todos los conceptos clásicos sin razón suficiente, el éter de Lorentz es ciertamente una alternativa a la interpretación del espacio-tiempo de Minkowski. Asume un espacio absoluto euclidiano clásico y un tiempo absoluto clásico, que está lleno de un éter, de modo que su velocidad de sonido es la velocidad de la luz. Si algunas reglas o relojes se mueven contra el éter, las reglas se contraerán y los relojes se dilatarán. Esto sucede de tal manera que, debido a estas distorsiones, resulta imposible para un observador identificar si está en reposo en relación con el éter o no.

Esto suena como una gran conspiración, y esto a menudo se usa como argumento contra el éter de Lorentz. Pero ya Lorentz ha entendido que esta conspiración puede explicarse fácilmente por la hipótesis de que es la fuerza EM la que mantiene unidos a los gobernantes y los relojes. O, alternativamente, estas fuerzas se describen mediante el mismo tipo de ecuación de onda, con la misma velocidad de la luz.

Un argumento popular contra el éter de Lorentz es que solo funciona en relatividad especial. Para la relatividad general, solo existe la interpretación curva del espacio-tiempo. Pero es un accidente histórico que no se conozca una interpretación etérea de las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, porque existe. Ver interpretación de Ether de GR

Es un poco difícil de decir con precisión, porque LET nunca fue un proyecto completamente terminado, pero claramente convergía en ser idéntico a SR, y si se incluyen las correcciones de Poincare, entonces era esencialmente lo mismo para fines prácticos. La principal diferencia es que LET adoptó un enfoque ad-hoc y de abajo hacia arriba que terminó a regañadientes retrocediendo en el principio de relatividad y la transformación de Lorentz, mientras que SR adoptó un enfoque de arriba hacia abajo que asumió alegremente el principio de relatividad desde el principio, inmediatamente derivado la transformación de Lorentz, y luego leyó un montón de física nueva que tenía que ser cierta para que todo esto tuviera sentido.

Cualquiera que insista en LET hoy probablemente espera una combinación de las siguientes ideas: (i) hay un espacio absoluto que consiste en puntos con identidades bien definidas y distancias bien definidas y constantes entre ellos, (ii) hay un hecho de la cuestión de si algún objeto viaja más allá de los puntos que componen el espacio, (iii) hay un tiempo absoluto en el sentido de que la historia se divide naturalmente en instantes bien definidos que abarcan todo el espacio, y (iv) hay -intervalos de tiempo definidos entre los instantes.

El problema es que, en la medida en que el principio de relatividad sea cierto, todos los cuatro puntos anteriores son imposibles de verificar por ningún experimento. Es análogo a afirmar que el espacio 2D ordinario tiene una Coordenada X Verdadera, que todos los puntos con la misma Coordenada X Verdadera están invisiblemente unidos para formar una especie de estructura de grano, y que de la misma manera solo hay una Coordenada Y Verdadera, y todos los puntos con la misma Coordenada Y Verdadera Una también están vinculados.

Entonces, las personas que insisten en LET se dividen en dos grandes grupos (con cierta superposición): (i) los que dicen, sí, puede ser infalible, pero es completamente una tontería filosófica para que sea de otra manera, por lo que SR tiene que ser una ilusión, y (ii) quienes sostienen que algún resultado antiguo marginal demuestra que el espacio y el tiempo absolutos existen después de todo.

Técnicamente, las transformaciones de Lorentz representan la compresión real de la materia (que es inherentemente elástica) hipotéticamente causada por sus componentes subatómicos cargados que encuentran resistencia al moverse a través del éter. Su formulación real se derivó ad-hoc en función de lo que era necesario para que el experimento de Michaelson Morley saliera bien.

La Relatividad Especial, por otro lado, explica el experimento de Michaelson Morley (y muchas otras observaciones) como resultado de una cinemática pura, y que no tiene nada que ver con la estructura de la materia. Su componente clave es su segundo postulado, la consistencia de la velocidad de la luz, de la cual Einstein deriva directamente las mismas fórmulas de transformación que Lorentz había sugerido.

Poco después del documento de 1905 de Einstein, las ecuaciones presentadas por Lorentz y Einstein fueron reinterpretadas geométricamente, y ahora representan transformaciones de sistemas de coordenadas entre diferentes marcos de referencia.

Estas transformaciones del sistema de coordenadas se conocen hoy como las “transformaciones de Lorentz” en honor de Lorentz, aunque la interpretación moderna no se parece a la concepción original de Lorentz.

La única diferencia está en la filosofía. LET y SR son idénticos en sus predicciones experimentales.

En SR, el tiempo corre más lentamente en un marco de referencia relativamente en movimiento. En LET hay un tiempo universal que es el mismo en todas partes, debido a un éter indetectable, todos los relojes en el marco relativamente móvil están hechos de alguna manera para funcionar más lentamente para que no lean este tiempo universal incognoscible.

La relatividad especial es una teoría que involucra transformaciones de Lorentz y muchas otras ideas. Su pregunta es análoga a preguntar, “¿cuál es la diferencia entre un plátano y el color amarillo?”